常见日光灯问题释疑

单乐君

在新课程改革后，理论与实践联系得越来越密切，如日光灯问题、电饭煲等。但教材对日光灯内部结构、灯丝的工作原理等没有具体说明。下面就讨论日光灯的一些现实问题。

1．日光灯的启动器是装在专用插座上的，当日光灯正常发光后，取下启动器，会影响灯管发光吗？

图（1）

日光灯中启动器是起到开关作用。如图（1）中日光灯电路的启动过程中，当启动器导通时，灯管不导通，此时启动器处于“开关”作用的“开”状态。一旦灯管导通了，启动器就处“关”状态，完成启动全过程，日光灯正常发光了，此后启动器取下也没有关系。

2．如果启动器丢失，作为应急措施，可以手拿一段裸露导线启动日光灯吗？

日光灯电路在启动状态时，电源电压大部分降落在镇流器两端，其值约为215V，还有一小部分降落在灯丝上，其值约为24V。用裸露的金属导线碰一下图（1）中ab端，马上离开，此过程等效于启动器的开关作用，可以达到启动的目的，但由于拿裸露导线连接ab端时，两端电压将远小于24V。由于在干燥的条件下，50Hz的交流电安全电压为36V，而在潮湿的条件下，绝对安全电压小于12V，所以晴朗的天气下手拿裸露导线启动日光灯是安全的，而下雨天时有危险。最好办法是手拿一小段带绝缘外皮的导线启动为好。

3．如果日光灯管两端的电极分别短路，日光灯仍能正常发光吗？

图（2）

日光灯正常工作是由于荧光粉发光，但荧光粉本身不是导电材料，也不会电离。荧光粉发光是在紫外线照射下产生的，紫外线则是由电子高速运动时与水银原子发生碰撞产生的。电子是灯丝受热激发而产生形成持续电流，如图（2），因而回路应经过灯丝。如果不经过灯丝，日光灯无法正常工作。如果灯丝中没有电流通过，则灯丝不可能发热，也不可能发射电子。没有高速运动的电子就不可能产生紫外线，也根本不可能使荧光粉发光。

4．日光灯的使用会干扰周围无线电设备吗？若有，干扰有哪些？

起动器工作动静触片放电时触片通断会产生火花，起动器中电容器的作用是避免或减弱起动器放电时产生的电磁波对附近无线电设备的干扰。日光灯正常工作时，也会产生一些电磁波辐射，对周围无线电设备造成干扰，此电容也能起到减少辐射的作用。所以日光灯属于易产生杂波干扰的工具。日光灯管中高速运动的电子可产生多频率成分的杂散的电磁场，并受50Hz交流电的影响，高频成分从电视机的天线处进入，混在电视台发出的信号中，对电视机的图像形成干扰，造成荧光屏上出现许多有规律跳动的点，严重时呈现重复缓慢滚动的杂波带或者干扰电视伴音信号，发出“嗡嗡”的交流噪声。

5．荧光灯两端发红，却为何点不亮？

图（3）

如果是新灯具，应当先检查接线是否有误。如果是原来工作正常的灯具，则应打开启动器铝外壳检查氖泡引线有无脱焊断路，如图（3）。若无脱焊则可能触片失效，启动器不能使用了。还有可能是氖泡中双金属片是否粘合短路。若有短路，可用手指轻弹氖泡玻璃外壳，有可能使双金属片分离。若双金属片是分离的，则是启动器的小电容击穿短路，将此小电容剪断，即可恢复使用。这小电容在日光灯电路中起旁路电容的作用，剪断后对日光灯照明影响不大。日光灯两头发红不亮，不可连续运行。因为此时电流大于额定电流，会造成灯丝很快老化及镇流器温度过高引发火灾。

6．为什么日光灯不亮而启动器一闪一闪？

启动器亮而日光灯不亮，一般是电压偏低造成的。也有可能是灯管工作了很长时间老化而难以启动。如果检查电压正常，则应及时更换新灯管，不要让灯管一直工作在不启动状态而烧毁镇流器。

7．周围环境对日光灯启动有影响么？

（1）温度对启动的影响

日光灯照明最适宜的环境温度在18～25℃，温度过高或过低时，都会造成启动困难。当温度很低时，灯管内水银蒸汽压力就低，蒸汽中水银原子就很少只有靠惰性气体游离来启动，而惰性气体的游离电压要比水银原子高得多，所以需要较高的电压才能使灯管放电点燃。如在冷天时，由于使用日光灯的环境温度较低，启动就困难，而且点燃后发光效率低，光色暗淡。反之，如果环境温度太高时，灯管内水银蒸汽压力太高，管内游离质点的碰撞就加剧，能量损失较多，所以也比较难启动。因此在使用日光灯时应注意环境温度的影响。

（2）湿度对启动的影响

日光灯的启动电压与周围环境的相对湿度有关，干燥的天气，灯管表面电阻很高，不影响灯管内部的放电过程，一般在正常电压下启动是不困难的；非常潮湿的天气即相对湿度很大时，灯管表面形成很低的电阻，有利于日光灯的启动。但天气潮湿而相对湿度不太大时，空气中的水份在灯管表面形成了一层潮湿的薄膜，相当于一个电阻跨接在灯管两极之间，降低了启动时加在两极间电压的增长速度，因而增加了日光灯启动的困难。

图4是相对湿度与启动电压的关系曲线，说明相对湿度在50%左右启动最容易，而在75～80%时（此时灯管表面的电阻约为100兆欧），需要的启动电压最大，即启动最困难。为了防止相对湿度对日光灯启动的影响，可在灯管表面涂一层透明的硅化物，使灯管表面不易吸收水份而保持着很高的电阻。

图（4）湿度对启动的影响

8．日光灯为什么不能频繁开关？

日光灯每启动一次，两阴极就要受到一次脉冲高压冲击，这种冲击加剧了灯丝上电子发射物质的消耗，从而缩短了灯管的使用寿命。

9．日光灯电极有正负之分吗？

由于日光灯接在交流电路中，电流方向不断在变，故日光灯两极交替作为正、负电极。

10．日光灯管中为什么要充入汞和惰性气体？

日光灯发光是靠管壁中荧光粉受到紫外线照射发光的。而紫外线则是由于电子高速运动时与水银原子发生碰撞产生。充入汞和少量惰性气体，通电后汞蒸发，汞蒸气是日光灯内导电物质，用以产生紫外线，惰性气体帮助启动，并且减缓电极上电子发射物质的蒸发和溅散，延长日光灯的寿命。

总之，日光灯作为一种应用较为普遍的照明工具，教师应对其中原理及现象结合介绍，一方面可拓宽学生知识面，另一方面还可激发学生学习物理的积极性。

（责任编辑刘红）